電磁場與電磁波教學(xué)大綱 修改

1、電磁場與電磁波課程教學(xué)大綱課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)教育課程課程名稱：電磁場與電磁波開課單位：信息與通信工程學(xué)院課程編號(hào)：B02050017總學(xué)時(shí)：56學(xué)時(shí)學(xué)分：適用專業(yè)：電子信息類各專業(yè)先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)普通物理一、課程在教學(xué)計(jì)劃中地位和作用電磁場與電磁波是電子信息及通信類專業(yè)教育基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)場論的分析方法，掌握電磁場的有關(guān)定理、定律、麥克斯韋方程等數(shù)學(xué)表達(dá)式并了解其物理意義，應(yīng)用電磁場的數(shù)學(xué)模型（如波動(dòng)方程、拉氏方程等），分析解決場論的相關(guān)問題。二、課程目標(biāo)1、學(xué)會(huì)電磁場與電磁波的基本理論和應(yīng)用方法；（支撐畢業(yè)要求1）2、使學(xué)生能夠通過數(shù)學(xué)方法分析一些基本和實(shí)際問題

2、，對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行抽象建模；（支撐畢業(yè)要求2）3、應(yīng)用數(shù)學(xué)、電磁場和電磁波知識(shí)分析實(shí)際的工程問題并提出相應(yīng)解決方案；（支撐畢業(yè)要求3、4）4、利用現(xiàn)代工具和儀器測量、分析場的問題；（支撐畢業(yè)要求5）5、能夠基于電磁場理論等相關(guān)知識(shí)合理分析其對(duì)環(huán)境和健康的影響（；支撐畢業(yè)要求6、7）三、課程內(nèi)容及基本要求：第一章三種坐標(biāo)系與場1理解不同坐標(biāo)系下場量、長度元、面積元、體積元表示方法；2掌握矢量、標(biāo)量的加減運(yùn)算和乘法運(yùn)算；3了解場的概念與特性，掌握標(biāo)量場和矢量場的概念及表示方法；4理解力線方程的概念及表示方法。第二章場源模型1掌握標(biāo)量場方向?qū)?shù)的概念、意義和計(jì)算方法；（重點(diǎn)）2掌握標(biāo)量場梯度的概念

3、和意義，掌握三種坐標(biāo)系下梯度計(jì)算方法、性質(zhì)以及方向?qū)?shù)與梯度之間關(guān)系；（重點(diǎn)）3掌握矢量場通量的概念及意義，掌握散度的概念、運(yùn)算及三種坐標(biāo)系下散度表示方法，理解高斯散度定理意義及作用；（重點(diǎn)）4掌握矢量場環(huán)量的概念及意義，掌握旋度的概念、運(yùn)算及三種坐標(biāo)系下旋度表示，理解斯托克斯定理意義及作用；（重點(diǎn)）5理解亥姆霍茲定理內(nèi)容及意義。第三章電磁場中的基本物理量和基本實(shí)驗(yàn)定律1了解電荷和電流的分布及其表示方法；2掌握電流連續(xù)性方程；（重點(diǎn)）3掌握庫侖定律和安培力定律，掌握電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念和意義。第四章靜電場分析1掌握真空中靜電場的基本變量和基本方程，理解高斯定理、靜電守恒的意義、作用，掌握

4、電位函數(shù)概念和其物理意義；（重點(diǎn)）2掌握泊松方程、拉普拉斯方程及其意義、作用和應(yīng)用條件，理解唯一性定理；3掌握電介質(zhì)的極化、極化強(qiáng)度概念，掌握介質(zhì)中的高斯定律、邊界條件及其作用、意義；（難點(diǎn)）4了解導(dǎo)體系統(tǒng)的電容，理解電場能量、靜電力表達(dá)式、電場能量意義和應(yīng)用。第五章恒定磁場分析1掌握恒定磁場分析的基本變量、基本方程及其本構(gòu)關(guān)系式；（重點(diǎn)）2了解矢量磁位和標(biāo)量磁位的概念，理解磁偶極子的矢量位和標(biāo)量位；3掌握物質(zhì)的磁化現(xiàn)象、磁化強(qiáng)度，掌握磁介質(zhì)中磁場的基本方程，掌握磁場的邊界條件；（難點(diǎn)）4理解電感、自電感、互電感的概念；5掌握磁場能量、磁場力表達(dá)式和意義。第六章靜電場邊值問題的解法1了解邊值問

5、題的解法；2理解三種坐標(biāo)系中的分離變量法；3理解鏡像法。第七章時(shí)變電磁場1掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，掌握位移電流概念；（重點(diǎn)）2熟練掌握麥克斯韋方程組的意義和作用，理解媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系；（重點(diǎn)，難點(diǎn)）3理解時(shí)變電磁場的邊界條件；4理解坡印廷矢量、坡印廷定理內(nèi)容，理解電場和磁場的波動(dòng)方程；（難點(diǎn)）5了解動(dòng)態(tài)矢量和標(biāo)量位；第八章正弦平面電磁波1理解正弦平面電磁波概念，理解平面電磁波和麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)表示形式，理解亥姆霍茲方程，掌握平均坡印廷矢量；（重點(diǎn)，難點(diǎn)）2理解理想介質(zhì)中的均勻平面波的傳輸特性，掌握波的偏振特性及其應(yīng)用；（難點(diǎn)）3掌握導(dǎo)電媒質(zhì)中均勻平面波的傳輸特性，理解均勻平面波在對(duì)平面分界面

6、的垂直入射時(shí)分界面上的反射和折射特性，理解駐波和行波的概念和傳輸特性；（難點(diǎn)）4理解相速和群速概念和意義。第九章導(dǎo)行電磁波1了解導(dǎo)行波的傳輸特性和波動(dòng)方程；2了解幾種特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和傳輸特性。第十章電磁波輻射1了解輻射的概念；2了解特殊天線的工作原理。實(shí)驗(yàn)一驗(yàn)證電磁波的反射和折射定律內(nèi)容：根據(jù)平面電磁波的傳輸特性，研究電磁波斜投射到不同媒質(zhì)表面上的反射和折射?；疽螅?了解電磁波的傳輸特性；2理解電磁波在良好導(dǎo)體表面上的反射；3掌握電磁波全反射和全折射的條件。實(shí)驗(yàn)二電磁波的單縫衍射實(shí)驗(yàn)、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)波的衍射和干涉特性，完成單狹縫對(duì)入射平面電磁波衍射特性測試，完成金屬板雙狹縫背后空間中

7、波的干涉特性測試?；疽螅?掌握平面電磁波單縫衍射和雙縫干涉特性；2理解單縫衍射條紋級(jí)次與狹縫寬度、平面電磁波波長之間的關(guān)系；3理解雙縫干涉條紋級(jí)次與狹縫寬度、平面電磁波波長之間的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)三布拉格衍射的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：理解晶體布拉格衍射原理，完成平面電磁波入射到模擬晶體時(shí)的衍射特性測試?；疽螅?理解布拉格衍射原理；2掌握從不同晶面點(diǎn)陣上的反射波產(chǎn)生干涉的條件。實(shí)驗(yàn)四均勻無損耗媒質(zhì)參量的測量內(nèi)容：掌握邁克爾遜干涉原理，完成邁克爾遜干涉儀的安裝和調(diào)試，通過邁克爾遜干涉儀測量平面電磁波的波長等參數(shù)?；疽螅?理解平面電磁波的傳輸特性；2掌握平面電磁波的干涉條件；3熟悉常用微波儀器的使用。實(shí)驗(yàn)五電

8、磁波參量的測量內(nèi)容：熟悉并利用相干原理，完成自由空間中電磁波波長、相位常數(shù)和波速的測量?；疽螅?理解相位常數(shù)和波速的概念；2掌握駐波的概念和意義；3理解電磁波中電場分量、磁場分量和傳播方向之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)六利用微波衰減測量介質(zhì)板的濕度和厚度內(nèi)容：掌握TEM波傳播特性與介質(zhì)濕度、厚度之間的關(guān)系，利用邁克爾遜干涉儀完成場中介質(zhì)板的濕度和厚度的測量。實(shí)驗(yàn)要求：1了解TEM波產(chǎn)生條件；2掌握相移系數(shù)和衰減系數(shù)測量方法；3熟練掌握濕度、厚度測量方法。四、學(xué)時(shí)分配章節(jié)名稱第一章三種坐標(biāo)系與場第二章場源模型第三章電磁場中的基本物理量和基本實(shí)驗(yàn)定律第四章靜電場分析講授（學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)（學(xué)時(shí)）小計(jì)第五章恒定磁場

9、分析第六章靜電場邊值問題的解法第七章時(shí)變電磁場第八章均勻平面電磁波第九章導(dǎo)行電磁波第十章電磁波輻射合計(jì)4856五、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與措施1、考核方式及評(píng)價(jià)依據(jù)表各考核方式對(duì)不同課程目標(biāo)評(píng)價(jià)的比例分配表各考核方式對(duì)不同課程目標(biāo)評(píng)價(jià)的比例分配wik目標(biāo)課堂情況作業(yè)實(shí)驗(yàn)期末考試考核方式5考核方式6102003004001051000課程（每行總和為1）表各考核方式的評(píng)價(jià)依據(jù)考核方式撐材料課堂情況作業(yè)實(shí)驗(yàn)課堂考勤、提問、討論記錄各次作業(yè)成績記錄、學(xué)生作業(yè)等實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等期末考試評(píng)價(jià)依據(jù)支試題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、試卷2、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（1）課堂教學(xué)情況評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)考核情況包括出勤率、提問與討論評(píng)分。（2）作業(yè)

10、評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)交作業(yè)情況和完成情況評(píng)分。（3）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)出勤、完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評(píng)估（4）期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)詳見期末與試題一起提供的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)方法表各考核方式對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)的權(quán)重占比分配采用達(dá)成值計(jì)算法，輔以對(duì)學(xué)生的問卷調(diào)查法。達(dá)成值計(jì)算法結(jié)合上表權(quán)重分配，采用下式進(jìn)行計(jì)算。大于為達(dá)成單一課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)采用式：AifGkxSik)00xP)()i總的課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)采用式：S丿ik丿100()EEGxkik以上公式中：k表示不同的評(píng)價(jià)方式，i表示不同的課程目標(biāo)。Gk表示第k種評(píng)價(jià)方式期末評(píng)價(jià)成績平均分，均為百分制；SPxWSikPiWik是第k種評(píng)價(jià)方式通過第i個(gè)課程目標(biāo)反映在總的課程目標(biāo)評(píng)分占比;Wik表示第k種評(píng)價(jià)方式對(duì)第i個(gè)課程目標(biāo)百分占比;PPi表示第i個(gè)課程目標(biāo)在課程總評(píng)價(jià)中的占比